上海
撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
當前，全球變暖帶來的氣溫上升威脅著農作物谷物的質量和產量；然而，溫度如何調節谷物質量以及如何實現谷物質量和產量的協同耐熱性，我們仍不得而知。
2025 年 4 月 30 日，華中農業大學李一博教授團隊在國際頂尖學術期刊Cell上發表了題為：A natural gene on-off system confers field thermotolerance for grain quality and yield in rice 的研究論文。
該研究發現了水稻中的一種天然基因開關系統，賦予了其田間熱耐受性，從而提升了水稻的品質和產量。
在這項最新研究中，研究團隊鑒定出一個水稻主效基因位點——QT12，它通過過度激活未折疊蛋白反應（UPR）破壞胚乳儲存物質的穩態，從而負向調控稻米品質的田間熱耐受性。
QT12的天然變異和 NF-Y 復合體形成了一種天然的基因開關系統，以調節
QT12的表達和耐熱性。高溫削弱了 NF-YB9/NF-YC10 與 NF-YA8 的相互作用，解除了對
QT12的抑制，從而引發品質下降。而
QT12的低表達賦予了水稻更優的品質，并在大規模高溫試驗中使優質水稻產量提高了 1.31-1.93 倍。
研究團隊進一步在 NF-Ys-
QT12中，從四個遺傳上無關聯基因的共選擇突變中鑒定出了兩個性狀調控單倍型 （TRH） ，用于區分亞種的耐熱性。
該研究的核心發現：
水稻中
QT12
的天然變異賦予了其谷物品質和產量的耐熱性；QT12
通過過度激活未折疊蛋白反應（UPR）破壞胚乳貯藏物質的穩態；高溫削弱了 NF-Y 的相互作用，并解除了 NF-YA8 對
QT12
的抑制作用；NF-Ys-
QT12
構成了水稻亞種熱適應的天然基因開關系統。
總的來說，這項研究為水稻田間耐熱性提供了機制上的見解，并提供了一個概念驗證育種策略，以打破逆境生長和產量質量之間的權衡。
論文鏈接：
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00413-1
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